奶牛发出哞哞声,鸭子嘎嘎叫,小狗汪汪吠,那么鱼儿到底会发出什么声音?
这个问题可不只是小宝宝们才会好奇。
科学家正在窃听鱼类的水下对话,研究记录它们发出的各种奇特微妙的声响。
目前他们已经收录了混杂着砰砰声、喇叭声、打嗝声和咕噜声的水下交响曲。
破译这些声音不仅有望加深我们对水生生物的理解,更能为监测保护珊瑚礁等海洋生态健康提供关键数据。
"鱼类的叫声既不如鸟类鸣唱精致,也不像座头鲸歌声那样迷人,"康奈尔大学海洋生物学家亚伦·赖斯坦言,他参与建立了全球最大的天然鱼类声音库,"这些声音在声学上较为简单,但多样性却远超想象。"
关于鱼类发声的记载古已有之。
公元前4世纪,亚里士多德就发现没有气管的鱼类能发出"含糊的声响和吱吱声"。
冷战时期,美国海军生物学家曾系统记录鱼类的咔嗒声、吱嘎声和呱呱声,用以区分敌方潜艇信号。
如今随着水下麦克风和摄像机成本骤降、技术飞跃,科学家能捕获的鱼类声音远超以往。
"这个领域近年来真正迎来了爆发式增长,"专攻鱼类声学的维多利亚大学生态学家奥黛丽·卢比表示。
观鸟者听到鸣叫时,很容易锁定是哪只鸟儿在放声高歌——只需找到那只张开嘴、挺起胸的就行。
但鱼类发声往往轻悄隐蔽。在水下,声源定位更是难上加难。
"在珊瑚礁区域,你不仅听不清,就算保持绝对安静能听到声音,也无法精确定位,"生物声学家马克·丹茨克解释。他创立的"鱼眼协作组织"正致力于用被动声学监测技术推动海洋保护,赖斯担任该组织首席科学顾问。
过去三年间,丹茨克与赖斯团队在夏威夷大岛和荷属库拉索岛附近的珊瑚礁部署了360度全景摄像机。
这些无人值守的摄像机配有四组麦克风,通过捕捉声音的细微差异来辅助声源定位,避免惊扰鱼类。
大多数陆地脊椎动物(包括鸟类、青蛙和人类)靠肺部气流振动发声交流。没有空气加持的鱼类,反而进化出五花八门的发声技巧。
比如夏威夷附近的鳞鲀鱼会用胸鳍拍打特化的鳞片薄膜;加勒比海的眼镜鱼通过振动鳔(鱼类调节浮力的充气器官)发出咔嗒声,这些夜行性鱼类的敲击声可能是社交方式之一。
黑带士兵鱼则利用从后脑延伸至肋骨的特化发声肌,通过脉冲振动肋骨和下方的鱼鳔。这些独居的夜行鱼白天藏身岩缝,会用声音驱赶闯入领地的同类。
鱼类发声动机与陆地动物如出一辙:求偶护偶、争夺资源。"鸟类如此,人类本质上也不例外,"赖斯指出。
研究团队通过分析数小时水下影像,成功识别出库拉索46个物种和夏威夷31个物种特有的咕哝声、颤音和啾鸣。库拉索的研究成果已于近期发表于《生态与进化方法》期刊。
未参与该研究的卢比评价称,这项录音技术堪称"领域内最前沿突破,实现了野生环境鱼类声音采集的最高精度"。
目前技术仍有提升空间。丹茨克和赖斯透露,标注1小时影像就需要耗时两天。他们期待人工智能能加速这项枯燥工作,但现有技术尚未达标。团队正在建立的声音-影像对应数据库,将为未来AI算法提供训练素材。
研究人员已研制出第二代记录设备(配备10台摄像机与20个水听器),计划前往印度尼西亚并重返库拉索继续探索。"这是我职业生涯的转折点,"曾研究鸟类和鲸类的赖斯表示,"今后我打算专注于此。"
传统海洋生物多样性评估方法往往具有破坏性(拖网捕捞或电击计数)或劳动密集型(潜水沿样带统计)。丹茨克和赖斯希望,建立足够庞大的鱼类声音库后,环保人员只需布设水下声学监测仪,就能以更低成本、无侵入方式追踪珍稀物种、监控外来物种扩散、研判鱼类繁殖期以制定捕鱼季。
"设备往海底一放,我们撤离后鱼类照常活动。仅通过录音就能获得前所未有的珍贵资料,"赖斯兴奋地说。
澳大利亚海洋科学研究所资深研究员迈尔斯·帕森斯赞叹,360度摄像机与水听器的组合"开创了珊瑚礁鱼类声音识别的革命性方法",虽未参与研究但"迫切希望将该技术应用于澳洲珊瑚礁"。
当前珊瑚礁生态系统保护刻不容缓——全球数亿人依赖其抵御风暴、获取蛋白质。联合国科学家警告,因水温升高和海洋酸化,绝大多数珊瑚礁正面临永久消失的威胁。
"我们已不能单纯为科研而科研,"赖斯强调,"当下全球社会亟需汇聚科技力量,共同破解海洋保护难题。"
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